Австрийские ученые хотели назвать новый элемент австрий или австриакий; однако после многолетних тщательных исследований существование нового элемента не подтвердилось.
Английские ученые в 1892 году решили, что выделили новый элемент масрий из минерала масрита, обнаруженного в Египте. Он должен был заполнить место между бериллием и магнием. На самом деле там свободного места и не было.
Другие исследователи нашли в солнечном спектре короний. Сегодня мы не увидим его в периодической системе. Несмотря на это, некоторые ученые уверяли, что на Солнце должны существовать элементы, не известные на Земле. Изучение спектра солнечной короны еще в 1868 году дало весьма поразительный результат. 18 августа 1868 года в Индии во время полного солнечного затмения французский астроном Жансен наблюдал за солнечной короной. Это было первое исследование солнечной короны с помощью спектроскопа. Помимо известных трех спектральных линий водорода в красной, зелено-голубой и синей области, Жансен обнаружил новую ярко-желтую спектральную линию, D3, которую следовало приписать неизвестному химическому элементу.
К открытию внеземного элемента отнеслись в то время особенно уважительно, ибо 25 октября 1868 года Академия наук в Париже получила сразу два сообщения на эту тему. Одно из них поступило из прибрежного города восточной Индии. Автором его был Жансен. Другое пришло из Англии от ученого Локьера. Англичанин тоже наблюдал ту таинственную сверкающую желтую линию и дал неизвестному элементу имя гелий (производное от греческого helios -Солнце). Такое совпадение открытий показалось знаменательным Академии наук. Она учредила памятную медаль с изображением ученых Жансена и Локьера в честь обоих первооткрывателей "солнечного элемента" гелия[44].
Хотя гелий обнаружен до открытия периодического закона, он не был учтен в системе Менделеева. Для этого надо было подробнее изучить его физико-химические свойства, прежде всего необходимо было знать атомную массу гелия. Однако, как получить данные для нового элемента, если его нельзя уловить на Земле?
Нет места для благородных газов?
В 1894 году возник горячий научный спор между двумя английскими учеными -- лордом Релеем и Вильямом Рамзаем. Релею пришло в голову, что азот, полученный из воздуха после удаления кислорода, имел несколько бОльшую плотность, чем азот, полученный химическим путем. Рамзай придерживался той точки зрения, что такую аномалию в плотности можно объяснить присутствием в воздухе неизвестного тяжелого газа. Его коллега, напротив, не хотел согласиться с этим. Релей считал, что это, скорее, какая-то тяжелая озоноподобная модификация азота. Внести ясность мог только эксперимент. Рамзай удалил из воздуха кислород обычным способом -- использовав его для сжигания, и связал азот, как он это обычно делал в своих лекционных опытах, пропуская его над раскаленным магнием. Применив оставшийся газ для дальнейших спектральных исследований, изумленный ученый увидел невиданный дотоле спектр с красными и зелеными линиями,
"В течение лета 1894 года лорд Релей и я вели почти непрерывную переписку,-- сообщал Рамзай,-- и 18 августа, когда британские естествоиспытатели собрались в Оксфорде, мы сообщили об открытии новой составной части атмосферы ... аргона".
Рамзай определил атомную массу аргона: 40. Следовательно, его надо было бы поместить между калием и кальцием. Однако там не было свободного места! Что же делать? Нашлось немало критиков, отрицавших элементарный характер нового элемента аргона именно потому, что его некуда поместить в периодической системе. С большим искусством и упорством Рамзай продолжал свои опыты для того, чтобы разрешить это противоречие. Вскоре он обнаружил, что аргон еще более инертен, чем азот, и, очевидно, вообще не реагирует с каким-либо другим химическим веществом, то есть справедливо оправдывает свое греческое имя аргон -- инертный.
Рамзай вспомнил о сообщении доктора Гиллебранда из Института геологии в Вашингтоне. В 1890 году американский ученый обратил внимание на то, что при разложении минерала клевеита кислотами выделяются значительные количества газа, который он считал азотом. Теперь Рамзай хотел проверить -- быть может, в этом азоте, связанном в минерале, можно было бы обнаружить аргон!
После длительных поисков ему удалось приобрести у продавца минералов две унции редкой породы. Он разложил ее серной кислотой, однако изучение собранного газа отложил на время, ибо его увлекли другие исследования. Только через полтора месяца, в марте 1895 года, английский ученый нашел время для изучения спектра этого газа. Он был необычайно поражен, когда обнаружил сверкающую желтую линию, отличающуюся от известной желтой спектральной линии натрия. Однако прошло некоторое время, пока Рамзай полностью поверил в это открытие. "Со стыдом сознаюсь,-- сказал он в докладе,-- что я разобрал свой спектроскоп, ибо скорее мог поверить в его неисправность, чем в присутствие нового газа".
Это был новый газ, не известный до той поры газообразный элемент. Вильям Крукс, который в Англии считался первейшим авторитетом в области спектрального анализа, сообщил своему коллеге, что пресловутая желтая линия -- та же, что была замечена Локьером и Жансеном в 1868 году в спектре Солнца: следовательно, гелий есть и на Земле.
Заслуга Рамзая еще и в том, что он нашел способ, как разместить оба вновь открытых газа в периодической системе, хотя формально места для них не было. К известным восьми группам элементов он добавил нулевую группу, специально для нульвалентных, нереакционноспособных благородных газов, как теперь стали называть новые газообразные элементы. Такое смелое расширение периодической системы весьма удивило самого Менделеева[45]. Незадолго до своей смерти в 1907 году великий русский ученый сказал, что Лекок де Буабодран, Нильсон и Винклер только укрепили периодическую систему; Рамзай же подтвердил ее справедливость[46].
Когда Рамзай разместил благородные газы в нулевой группе по их атомной массе -- гелий 4, аргон 40, то обнаружил, что между ними есть место еще для одного элемента. Рамзай сообщил об этом осенью 1897 года в Торонто на заседании Британского общества в докладе, которому дал многообещающее название: "Об одном еще не открытом газе". Оглядываясь на прошлое, Рамзай вспоминал: "По примеру нашего учителя Менделеева я описал, насколько возможно, ожидаемые свойства нового газообразного элемента, который должен был заполнить "дырку" между гелием и аргоном. Я мог бы предсказать еще два других газа, однако полагаю, что с прорицанием надо быть поосторожнее..."
У Рамзая были явные основания для осторожности: ни один человек не знал, где искать эти газообразные элементы. Лишь после многих неудачных опытов Рамзаю пришла в голову мысль искать их в воздухе. Тем временем немец Линде и англичанин Хемпсон практически одновременно опубликовали новый способ сжижения воздуха. Этим изящным методом и воспользовался Рамзай и, действительно, с его помощью смог обнаружить в определенных фракциях сжиженного воздуха недостающие газы: криптон (затаившийся) и неон (новый).
"Спиритическая химия"
Нулевая группа периодической системы, состоящая из благородных газов, казалась безупречной. Ничто не изменилось, собственно говоря, когда американец Браш на конференции естествоиспытателей в Бостоне в августе 1898 года сообщил об открытии еще одной составной части воздуха -- элементе этерии[47]. Браш объявил, что плотность этерия составляет всего лишь одну десятитысячную плотности водорода. Вследствие легкости этерия и большой скорости его молекул этот диковинный газ стремится испариться в мировое пространство. Чудо, стало быть, что его вообще обнаружили на Земле!
Даже Менделеев стремился дать истолкование такого гипотетического мирового эфира. Он назвал элемент ньютонием и поместил его, а также ложный элемент короний в своей таблице перед водородом. Существование таких экзотических элементов не могло быть экспериментально доказано; отдельные ученые считали, что некоторые новые спектральные линии северного сияния, солнечной короны и звездных спектров следует приписать ньютонию, коронию или еще одному элементу -- небулию. Значительно позднее выяснилось, что эти чуждые спектральные линии можно объяснить ионизацией кислорода и азота, но ни в коем случае не новыми элементами.